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原文传递船舶编队运动协调控制研究

论文题名：	船舶编队运动协调控制研究
关键词：	船舶编队;运动控制;路径规划;跟踪建模
摘要：	随着群体行为的出现，对群体内内各个成员的控制问题成为要解决的关键问题。针对协调群体控制进行了分析，尤其是船舶的运动控制在未知环境干扰下的鲁棒性。协调控制在船舶的广泛应用包括：保证多系统协调运动，确保船舶运行的安全、战略任务。本文给出了船舶编队运动控制的结构以及对编队的特殊问题的分析。　　首先提出了利用永磁同步电动机代替液压系统的方法，永磁同步电机具有更高的效率以及控制的灵活性。　　在考虑系统复杂度以及环境干扰的基础上，克服了编队建模和控制中存在的问题，采用协同控制方法实现了编队的运动控制。通过仿真给出了船舶路径规划运动，结果证明了协同控制方法在船舶编队运动控制应用的有效性。　　设计了一种通过同步个体路径参数实现路径规划的方法来控制船舶编队运动。首先辨识路径参数，设计规划路径，在约束之下即可达到协同运动。设计了路径规划方案来提高编队运动的协同性。通过选择控制器的输入/输出变量可以实现在不同的工作条件下的控制性能和鲁棒性能。　　提出了两种控制器设计方法。一种是传统控制方法，即利用线性反馈矢量增益提供偏航角来实现实现路径规划和非线性控制从而保证舵执行器的可靠性。另一种方法为模糊逻辑控制方法，该方法是为了克服以前的方法的某些局限性，并显示更多的在控制及行为上独立性。另种方法均通过船舶编队的协同运动进行了测试。模糊逻辑控制方法在极端的环境条件下具有更高的效率和及鲁棒性。　　提出了基于几何形状的船舶跟踪建模与控制方法。在这种方法中，通过增加约束函数来确定跟踪行为。通过仿真描述了该跟踪行为。该方法可以抵抗更强大的未知和不可控的干扰。此外，该方法可以扩展到其他类似的应用中。除此之外，它还可以在不需做大的改动的情况下应用于多系统协同的功能优化。
作者：	FRAGA RAMZI
专业：	控制理论与控制工程
导师：	刘胜
授予学位：	博士
授予学位单位：	哈尔滨工程大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文